Врубовая машина

Врубовая машина, машина для производства вруба в пласте полезного ископаемого (чаще угольном) при подземной разработке. Вруб облегчает отбойку остальной части пласта при помощи механических средств или взрывчатых веществ. В. м. могут работать на пологих, наклонных и крутых пластах.

Первая попытка механизировать отбойку угля сделана в Великобритании в 1761, когда М. Мензис получил патент на механическое приспособление для производства вруба в виде железной кайлы, закреплённой на раме и приводимой в движение штангами и рычагами с поверхности шахты. В 1852 С. Воринг патентует дисковый рабочий орган для В. м., снабжённый по периферии резцами и приводимый во вращательное движение двумя рабочими через систему рычагов и шестерён (рис. 1). В середине 50-х гг. 19 в. в Великобритании появились штанговые режущие В. м. вначале с пневматическим, а с 1887 с электрическим приводом. Первая цепная машина "Гартшери" (исполнительный орган - бар с движущейся в его пазах режущей цепью, оснащённой резцами), изготовлена в Великобритании в 1864 В. Бейрдом. В 80-х гг. 19 в. в США создаются цепные режущие В. м. типа "Брест" с возвратно-поступательным движением бара (рис. 2) и "Шортволл", производившие вруб глубиной до 2-2,5 м и перемещавшиеся в забое первые - вручную, вторые - от собственного двигателя. В 1913 в США добывали 517 млн. т угля, в Великобритания - 292 млн. т (49% угля добывалось в США с применением 15 236 В. м.; в Великобритании работало 3518 В. м., которые добывали 7,7% угля).

Применение пневматических В. м. в России относится к 70-м гг. 19 в. (ударные В. м., привезённые из Великобритании) на Грушевском антрацитовом и Никитовском угольных рудниках в Донбассе. В 1913 с применением В. м. в Донбассе добывалось 1,7% каменного угля.

Впервые выпуск отечественных В. м. был организован на Горловском заводе: в 1927 выпущена электрическая В. м. ДЛ (Донецкая лёгкая), в 1928 - ДТ (Донецкая тяжёлая), с 1932 начат серийный выпуск В. м. ДТК (Донецкая тяжёлая канатная) с передвижением вдоль забоя при помощи тягового каната. Позже созданы укороченные В. м. ГТК (Горловская тяжёлая канатная) с двигателем мощностью 22-25 квт; ГТК-35 с двигателем около 35 квт; автоматизированные В. м. ГТА-1 и ГТА-2 (Горловская тяжёлая автоматическая), ГМА (Горловская мощная автоматическая) с электродвигателем мощностью 41,5 квт (1940), а также лёгкая электрическая В. м. БШ (баровая штрековая) для проходки подготовительных выработок по углю. Автоматические В. м. выпускались в экспериментальном порядке. В годы Великой Отечественной войны сконструированы и освоены серийно мощные В. м. МВ-60 и КМП-1 и КМП-3, обладавшие повышенными тяговыми усилиями на канате, мощными двигателями (65-52 квт), дистанционным управлением, позволявшие производить врубы в пластах угля практически любой крепости и вязкости. Эти машины наряду с портативной В. м. ГТК-3М долгое время служили основой для создания врубово-погрузочных машин и угольных комбайнов. ГТК-35 и МВ-60 имели подающую часть с храповым механизмом, обеспечивающим ступенчатое регулирование скорости подачи у первой в пределах 0,2-0,8 и у второй 0,23-0,92 м/мин. У ГТК-35 это достигалось изменением дуги качания ведущей собачки путём увеличения или уменьшения длины кривошипа храпового механизма; у МВ-60 - изменением угла поворота храпового колеса за счёт сдвига положения контакта ведущей собачки с зубом колеса.
В. м. КМП-1 и КМП-3 снабжены фрикционно-пульсирующим вариатором скорости, обеспечивающим бесступенчатое регулирование рабочей скорости подачи от нуля до 0,86 м/мин (КМП-1) и от 0,3 до 1,4 м/мин (КМП-3). Изготовленные на основе этих машин врубово-погрузочные машины применялись в сочетании со взрывной отбойкой угля.
Рабочим органом В. м. является бар, состоящий из направляющей рамы и движущейся в ней режущей цепи, собранной из кулаков со вставленными в них зубками. В зависимости от числа планок, соединяющих кулаки, различают одно- или двухпланочные режущие цепи. При отсутствии планок и шарнирном соединении кулаков друг с другом цепи именуются беспланочными. Современная В. м. оборудуется устройством для механической заводки бара в пласт и вывода его из вруба, снабжается приспособлением для удаления штыба - расштыбовщиком и оросительным устройством для гашения пыли во время зарубки. Подающая часть В. м. выполняется гидравлической и обеспечивает относительно плавное движение машины при зарубке и бесступенчатое регулирование скорости подачи от нуля до 2,8 м/мин (у В. м. "Урал-33"). Перемещение В. м. вдоль забоя осуществляется при помощи каната, наматываемого на барабан машины. Лучшей отечественной В. м., имеющей Государственный знак качества, является поперечно-баровая В. м. "Урал-33" (рис. 3) с двигателем мощностью 88 квт и длиной бара 2 м, на базе которой изготавливаются угольные комбайны. В США широко применяется универсальная В. м. для производства дуговых врубов в любой плоскости при проведении горных выработок или при выемке угля в коротких забоях. Разновидности В. м.: врубово-навалочные машины (для зарубки угля и навалки отбитого угля на конвейер при пологих пластах мощностью 0,8-1,8 м, с устойчивой кровлей) и врубово-отбойные (для подрубки и отбойки угля). Классификация В. м. по различным признакам приведена на рис. 4.
Комплексная механизация добычных работ на шахтах СССР с использованием горных комбайнов и комплексов (см. Комплексы угольные) ограничила применение В. м. крепкими и вязкими углями (например, Кизеловский район Урала), для выемки которых пока не созданы надёжные угольные комбайны.
? Лит.: Топчиев А. В., Ведерников В. И., Горные машины. Справочник, М., 1960; Горные машины, М., 1961; Немчинов В. П., Развитие техники добычи угля, М., 1965.
? Б. А. Розентретер.